pt7基因表达与调控.pptx

第1页/共48页第2页/共48页第3页/共48页第4页/共48页第5页/共48页第6页/共48页第7页/共48页第8页/共48页第9页/共48页第10页/共48页第11页/共48页第12页/共48页第13页/共48页第14页/共48页第15页/共48页第16页/共48页第17页/共48页第18页/共48页第19页/共48页第20页/共48页第21页/共48页第22页/共48页第23页/共48页第24页/共48页第25页/共48页由功能相关的结构基因、操作子（操纵基因）、启动子由功能相关的结构基因、操作子（操纵基因）、启动子所组成。细菌的主要基因调控单位，也是转录单位。所组成。细菌的主要基因调控单位，也是转录单位。操纵元：操纵元：第26页/共48页调节调节第27页/共48页第28页/共48页第29页/共48页第30页/共48页第31页/共48页第32页/共48页第33页/共48页第34页/共48页1、DNA的改变（1）基因剂量与基因扩增 组蛋白基因是基因剂量效应的一个典型例子。为了合成大量组蛋白用于形成染色质，多数细胞含有数百个组蛋白基因拷贝 基因剂量可经基因扩增临时增加。人类癌细胞中的许多致癌基因，经大量扩增后高效表达，导致细胞生长失控。有些致癌基因扩增的速度与病症的发展及癌细胞扩散程度高度相关。第35页/共48页（2）DNA重排 真核生物基因组中的DNA序列可发生重排，这种重排是由特定基因组的遗传信息所决定的，是有些基因调控的重要机制。第36页/共48页（3）DNA甲基化真核生物中，少数胞嘧啶第5碳上的氢被一个甲基取代，甲基化。甲基化C在DNA复制中可整合到正常DNA序列中。C甲基化在CG双核苷酸序列中发生频率最高。许多真核生物基因5端未翻译区富含CG序列，易甲基化。甲基化可降低转录效率。第37页/共48页2、转录水平的调控(1)启动子与转录因子 同原核生物一样，真核生物基因启动 子包括所有顺式调控元件及RNA聚合 酶识别位点，可以起始转录形成RNA 转录因子是激活真核生物基因转录的 蛋白质真核生物基因转录与原核生物的一个 重要区别是：真核生物基因的启动子 必须与一系列转录因子结合，才能在 RNA聚合酶的作用下起始转录 第38页/共48页图图8 823 23 真核生物基因真核生物基因(A)(A)与原核生物基因与原核生物基因(B)(B)在在5 5 端启动子的顺式调控元件端启动子的顺式调控元件转录方向用箭头表示，转录起始点用转录方向用箭头表示，转录起始点用+1+1表示表示 第39页/共48页(2)(2)强化子强化子 转录强化子是真核生物基因转录中的另一种顺式调控元件，通常位于启动子上游700-1000bp处，离转录起始点较远 第40页/共48页 强化子主要有两个功能:与转录激活子结合，改变染色 质的构型使DNA弯曲形成环状结构，使 强化子与启动子直接接触，以 便通用转录因子、转录激活子 、RNA聚合酶一起形成转录复 合体，从而提高mRNA合成效率 第41页/共48页图图 8 825 DNA25 DNA环化与转录活性环化与转录活性 第42页/共48页(3)激活子 激活子是一种与强化子结合的蛋白质，也属于一种转录因子 第43页/共48页(4)选择性启动子 有些真核生物基因具有两个或两个以上的启动子，用于在不同细胞中表达。果蝇的乙醇脱氢酶基因，在幼虫和成虫期分别利用不同启动子进行转录 第44页/共48页(5)选择性mRNA切割 同一初级转录产物在不同细胞中可以用不同方式切割加工，形成不同的成熟mRNA分子，使翻译成的蛋白质在含量或组成上都可能不同 第45页/共48页三、翻译水平的调控 真核生物中，如果翻译过程被抑制，则已经转录的mRNA也不能翻译成多肽，被迫以失活的状态贮存起来。例如，植物的种子可以贮存很多年，一旦条件合适，即可发芽。其机制：（1）mRNA尾短加尾翻译（2）阻遏蛋白与特异mRNA序列结合 ，导致蛋白质翻译受阻 第46页/共48页（2）如铁蛋白的翻译调控：铁蛋白的功能是贮存铁。铁蛋）如铁蛋白的翻译调控：铁蛋白的功能是贮存铁。铁蛋白的白的mRNA翻译取决于铁的供应。当细胞没有铁时，阻遏蛋白与翻译取决于铁的供应。当细胞没有铁时，阻遏蛋白与铁蛋白铁蛋白mRNA启动子区域铁反应元（启动子区域铁反应元（iron response element，IRE）结合，阻止翻译进行；当有铁存在时，阻遏物不再与）结合，阻止翻译进行；当有铁存在时，阻遏物不再与IRE结结合，翻译顺利进行。合，翻译顺利进行。（1）卵细胞中）卵细胞中mRNA仅具有仅具有20个核苷酸的多聚个核苷酸的多聚(polyA)尾端序列，在生物发育适宜时期，尾端序列加长至几百个核苷尾端序列，在生物发育适宜时期，尾端序列加长至几百个核苷酸序列，并翻译成蛋白质。酸序列，并翻译成蛋白质。第47页/共48页翻译形成的线状多肽链没有功能，需要经过加工修饰后才具有活性。加工过程中涉及到一系列调控机制蛋白质折叠蛋白质折叠 蛋白酶切割蛋白酶切割蛋白质的化学修饰蛋白质的化学修饰蛋白质内含子（加工切除）蛋白质内含子（加工切除）第48页/共48页